JPS6386062A - マルチプロセツサ・システムに於ける主記憶アクセスの優先順位制御方式 - Google Patents

マルチプロセツサ・システムに於ける主記憶アクセスの優先順位制御方式

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JPS6386062A
JPS6386062A JP23239886A JP23239886A JPS6386062A JP S6386062 A JPS6386062 A JP S6386062A JP 23239886 A JP23239886 A JP 23239886A JP 23239886 A JP23239886 A JP 23239886A JP S6386062 A JPS6386062 A JP S6386062A
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JP
Japan
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main memory
flip
circuit
signal
memory access
Prior art date
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Pending
Application number
JP23239886A
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English (en)
Inventor
Takashi Chiba
隆 千葉
Shigeru Nagasawa
長沢 茂
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Publication of JPS6386062A publication Critical patent/JPS6386062A/ja
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    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F13/00Interconnection of, or transfer of information or other signals between, memories, input/output devices or central processing units
    • G06F13/14Handling requests for interconnection or transfer
    • G06F13/16Handling requests for interconnection or transfer for access to memory bus
    • G06F13/18Handling requests for interconnection or transfer for access to memory bus based on priority control

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Multi Processors (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 ロックされた領域をアクセスしてキャンセルされたこと
を記憶するフラグと、多数のフリッパー・ビットによっ
て、マルチプロセッサ・システムにおける主記憶アクセ
スの優先順位を決める優先順位制御方式である。
〔産業上の利用分野〕
本発明は特にCPU台数の多いマルチプロセッサ・シス
テムに於ける上記tαアクセスの優先順位制御方式に関
する。
近年開発される情報処理装置は、システム性能向上のた
めに、CPUの高速化と並行してCPU台数を増加させ
る方法がとられている。CPU台数の多いマルチプロセ
ッサ・システムに於いて、各CPU0主記憶アクセスを
平均的に行なわせることが重要となる。主記憶アクセス
の優先順位に片寄りがあると、次のような問題が生じる
(a)  主記憶アクセスの中にはロック処理があり、
ロック付アクセスで他CPUの処理を待つ場合に、シス
テム性能の低下を招く。
(b)  プログラムの実行時間が、その時割当てられ
るCPUによって変化する。
そこで、各CPU0主記憶アクセスは平均的に実行する
事が要求されるが、そのため優先順位を動的に変更する
必要が生じる。システム内のCPU台数をnとした場合
、各CPU間の優先順位の組合せ数はn!で求められる
。nの値が増加すると、組合せ数は下記のように飛躍的
に増加してしまうという問題が発生する。
n=1 2 4 8・・・・・・ 組合せ数 1 2 24 40332 単なる平均化は物理的に実現が困難となるため、nの値
が大きくなっても実現が可能となるような新たな優先順
位制御方式が必要とされる。
〔従来の技術〕
第4図は従来の技術における主記憶アクセスの制御回路
を示す図である。同図において、40はポート、41は
優先順位制御回路、42はパイプライン、43はカウン
タ、44はバンク・ビジー回路、45はロック・レジス
タをそれぞれ示している。各CPUからの主記憶アクセ
ス要求は対応するポート40に入力される。図示の例で
は、CPUが4台存在するとしている。優先順位制御回
路41は、アクセス要求の中から1個を選択するもので
ある。パイプライン42は、主記憶を起動したアクセス
を各ステージ毎に保持するものである。カウンタ43は
、n (n>2)ビットのものであって、主記憶アドレ
スの優先順位を動的に変更するものであり、毎サイクル
更新される。カウンタ43の上位2ビツトをデコードし
た値によって下記のように優先順位を指定する。
カウンタ上位   優 先 順 位 2ビット 00    cpuO> cpul > cpu2 >
cpu301    cpul> cpu2 > cp
u3 >cpu。
10    cpu2> cpu3 > cpuo >
cpull 1    cpu3> cpuO> cp
ul >cpu2バンク・ビジー回路44は、主記憶の
バンク対応にバンクのビジー時間を保持するフラグであ
り、このフラグがオンであるバンクへのアクセスは、こ
のフラグがオフになるまでの期間抑止される。
ロック・レジスタ45はバンク番号を保持するレジスタ
であり、このレジスタ45が有効である期間、同一バン
クへのアクセスはロックを起動した装置のみが許可され
る。また、このレジスタ45は、ロック付アクセスの主
記憶アクセス起動時に有効となり、起動した装置のリセ
ット指示又は♂込みアクセスの起動によって無効化され
る。
〔解決しようとする問題点〕
第4図に示す従来技術では以下のような問題点が生じて
いた。
fa)  主記憶アクセスの優先順位はハードウェアの
削減を目的として4つのパターンに限定されている。従
って例えばCPU0とcpuiの関係に注目すると、C
PU0>CPUIの石室率はCPUI>cpuoより高
<(3:1の割合)、必ずしも平均化されているとはい
えない。
(′b)近年ロック処理による性能低下を防ぐため、ロ
ック・レジスタ45はバンク番号のみではなく全体のア
ドレスを保持し、ロック期間中に他装置の主記憶アクセ
スが同一バンクを指定しても、アートレスが異なれば起
動できると言う方法が採用されるようになっている。と
ころが、全体のアドレスを保持すると、全ポートのアド
レスとの比較が必要となるために、主記憶アクセスの起
動を抑止する事が難しくなる。このため第4図の優先順
位制御回路41によって選択されたアドレスと比較し、
一致した。場合には主記憶アクセスをキャンセルする方
法がとられる。従来技術では、その時キャンセルされた
アクセスを起動した装置の優先順位が他装置よりも高く
なっていると、第4図のカウンタ43によって優先順位
が変更されるまで、ロックを解除するアクセス及び他装
置の同一バンクへのアクセスが起動できず、システム性
能の低下を招いてしまう。
本発明は、この点に鑑みて創作されたものであって、比
較的に少ないハードウェアと比較的に簡単な回路で以て
各CPU0主記憶アクセスを平均的に行わせ得るように
なった優先順位制御方式を提供することを目的としてい
る。
〔問題点を解決するための手段〕
第1図は主記憶アクセス優先順位制御回路の構成例を示
す図である。同図において、10はポート、11は各ポ
ートに保持されているアクセス要求が主記憶に対して起
動できるかをチェックする回路、12はその結果の信号
、13はフリッパー・ビットに基づいてオンの信号12
の中から1本を選択する回路、14はその結果の信号、
15は信号14を使用して一つのポートを選択する選択
回路、16は主記憶へのアクセスがセットされるポート
、17はパイプライン、18はバンク・ビジー回路、1
9はロックを起動したアクセスのアドレスを保持するロ
ック・レジスタ、20はロック・レジスタ19と後続す
る主記憶アクセスのアドレスを比較する比較回路、Pは
優先順位制御回路、LPIはローカル・パイプラインを
それぞれ示す。なお、第1図の回路は主記憶制御装置の
中に存在するものである。
優先順位制御回路Pは、符号11ないし15の部分から
構成されている。比較回路19が有効な状態で比較の結
果が一致すると、その主記憶アクセスはキャンセルされ
る。回路11では、ポートのアクセス要求をバンクの“
BtlSY”フラグと本発明で付加されたロックによっ
てキャンセルされたことを保持するフラグのOR論理で
抑止している。
従って、オンの信号12の中には一度キャンセルされた
アクセスが含まれないため、キャンセルされるアクセス
が何度も主記憶へアクセスを起動することがなくなる。
回路13は、本発明で設けられた複数のフリッパー・ビ
ットによって、1個の主記憶起動可能なアクセスを選択
するものである。
フリッパー・ビットについては後述するが、各CPUの
主記憶アクセスは平等の優先順位で行われる。また、C
PUとCHPの関係では、固定的に優先順位がCHP>
CPUであるが、本発明の主旨には関係がないので説明
を省く。
第2図は優先順位による選択論理を示す図である。第2
図において、F+o、F+□、F2゜はフリッパー・ビ
ットを示す。フリッパー・ビットはその値によって以下
のことを意味する。
第2図(alにおいて、起動チェック11から出力され
る信号12のうちcpuoないしCPU3に対応する信
号が全てオンであり、F+o、F+□、F2゜が全て0
であると仮定する。フリッパ−・ビソトFI6が0であ
るので、CPU0に対応する信号12とCPU1に対応
する信号12の中からCPU0に対応する信号12が選
択され、また、フリッパー・ビットF1□がOであるの
で、CPU2に対応する信号12とCPU3に対応する
信号12の中からCPU2に対応する信号12が選択さ
れる。そして、フリッパー・ビットF2゜がOであるの
で、CPU0に対応する信号12とCPU2に対応すの
信号12の中からCPU0に対応する信号12が選択さ
れる。このとき、CHPに対応する信号12がオフであ
れば、SELによってCPU0に対応する信号12が選
択され、CHPに対応する信号12がオンであれば、S
ELによってCHPに対応する信号12が選択される。
第2図(blは優先順位による選択論理を論理式で示し
たものである。
第3図は抑止信号とフリッパ−・ピントの回路の例を示
す図である。同図において、21はAND[路、22は
フリップ・フロップ、23ないし25もフリップ・フロ
ップ、26と27はOR回路をそれぞれ示している。
第3図(alは抑止信号を生成する回路の例を示す図で
ある。AND回路21は、各装置対応に存在し、フリッ
プ・フロップ22も各装置対応に存在する。例えば、C
PU0からの主記憶アクセスがロック中のアドレスと一
致してキャンセルされた場合、抑止信号INH−CPU
Oがオンになる。リセット・ロック信号R5T−LOC
Kがオンになると、全てのフリップ・フロップ22はリ
セットされる。
例えば抑止信号INH−CPUOがオンになると、この
信号がオンの間はCPU0の主記憶アクセスは抑止され
るためキャンセルされたアクセスが何度も起動されるこ
とはなくなる。これら抑止信号はロック中のアドレスを
保持するロック・レジスタ19が無効化されると同時に
オフにされる。なお、優先順位Pによって選択された主
記憶アドレスが先にロック・レジスタ19にアドレスを
セットしたアクセス要求元装置からのものである場合に
は、その主記憶アクセスのアドレスは比較回路20に送
られない。
第3図(blはフリッパー・ビットを生成する回路の例
を示す図である。同図において、5EL−CPUO−P
ORT、・・・、5EL−CPU3−PORTは、選択
回路15に対する選択指示信号である。フリップ・フロ
ップ23は、選択指示信号5EL−CPUO−PORT
がオンであるとセットされ、選択指示信号5EL−CP
UI−PORTがオンであるとリセットされる。同様に
、フリップ・フロップ24は、選択指示信号5EL−C
PU2−PORTがオンであるとセットされ、選択指示
信号5EL−CPUI−PORTがオンであるとリセッ
トされる。選択指示信号5EL−CPUO−PORTと
5EL−CPUI−PORTはOR回路26に入力され
、選択指示信号5EL−CPU2−PORTと5EL−
CPU3−PORTはOR回路27に入力される。OR
回路26が「1」を出力するとフリップ・フロップ25
はセントされ、OR回路27が「1」を出力するとフリ
・ノブ・フロップ25はリセットされる。
フリップ・フロップ23の出力がフリッパー・ビットF
IGになり、フリップ・フロップ24の出力がフリッパ
ー・ビットF1□になり、フリップ・フロップ25の出
力がフリッパー・ビットF20になる。
フリッパー・ビットは例えば4台のCPUのアクセス要
求が常にポートに存在すると仮定した場合、次の順序で
起動される。
(II+クロック)     (n++ 1クロツク)
Flo Flg Ft。 Flo Fez Fz。 選
択結果■ o  o  o   i  o  i   
 cpu。
■ 1 0 1  1 1 0    CPU2■ 1
 1 0  0 1 1    CPLII■ 0 1
 1  0 0 0    CPU3■ o  o  
o   i  o  t    cpu。
上記表から各CPUのアクセスは平等の優先順位で主記
憶アクセスを起動していることが判る。
また、本発明によれば、第2図の論理式から比較的簡単
にCPU台数を例えば8台又は16台へと拡張させるこ
とが可能である。
〔発明の効果〕
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、CP
Uのアクセス要求によって主記憶アクセスの優先順位が
動的に変更され、各CPU間に優先順位の差はなく平等
となるためプログラムが割付けられるCPUによって実
行時間が変化するようなことはなくなる。また、他装置
がロックしている領域をアクセスしようとしてキャンセ
ルされたアクセスが、ロックを解除しようとするアクセ
スやロックに無関係なアクセスより優先順位が高いため
に、何度も選択され、結果としてシステム性能の低下を
招く事がなくなる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の主記憶アクセス優先順位制御回路の構
成例を示す図、第2図は優先順位による選択論理を説明
する図、第3図は抑止信号とフリツバ−・ビットの回路
例を示す図、第4図は従来技術による主記憶アクセスの
制御回路を示す図である。 10・・・ボート、11・・・各ボートに保持されてい
るアクセス要求が主記憶に対して起動できるかをチェッ
クする回路、12・・・その結果の信号、13・・・フ
リッパー・ビットに基づいてオンの信号12の中から1
本を選択する回路、14・・・その結果の信号、15・
・・信号14を使用して一つのボートを選択する選択回
路、16・・・主記憶へのアクセスがセットされるボー
ト、17・・・パイプライン、18・・・バンク・ビジ
ー回路、19・・・ロックを起動したアクセスのアドレ
スを保持するロック・レジスタ、20・・・ロック・レ
ジスタ19と後続する主記憶アクセスのアドレスを比較
する比較回路、P・・・優先順位制御回路、LPI・・
・ローカル・パイプライン。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 複数の中央処理装置及びチャネル処理装置から送られて
    来た主記憶アクセスをビジー信号及び抑止信号によって
    予備選択する回路と、予備選択された主記憶アクセスの
    中の1個をフリッパー・ビットに基づいて選択し選択し
    た主記憶アクセスを発行したアクセス要求元を特定でき
    る選択指示信号を選択回路に通知する回路と、選択指示
    信号に基づいて主記憶アクセスの中の1個を選択する選
    択回路とを有する優先順位制御回路と、 主記憶装置の中の何れのバンクがビジーであるかを示す
    ビジー信号を出力するバンク・ビジー回路と、 ロックすべき主記憶の領域を示すアドレスを保持するロ
    ック・レジスタと、 優先順位制御回路によって選択された主記憶アクセスの
    アドレスとロック・レジスタのアドレスとを比較する比
    較回路と、 比較回路が一致を出力し且つその原因となった主記憶ア
    クセスがキャンセルされた時に、当該主記憶アクセスを
    発行したアクセス要求元装置を特定できる抑止信号を出
    力する抑止信号生成手段と、第1段ないし第N段のフリ
    ップ・フロップを有し、第1段に属する各フリップ・フ
    ロップに対して2台の中央処理装置よりなるグループの
    1個が対応付けられ、第1段に属する各フリップ・フロ
    ップの一方の入力端子には対応するグループの一方の中
    央処理装置を指定する選択指示信号が入力され、他方の
    入力端子には対応するグループの他方の中央処理装置を
    指定する選択指示信号が入力され、第i段(i=2、3
    、・・・、N)に属するに各フリップ・フロップに対し
    て第i−1段に属する2個のフリップ・フロップより成
    るグループの1個が対応付けられ、第i段に属する各フ
    リップ・フロップの一方の入力端子には対応するグルー
    プの一方のフリップ・フロップの両入力端子に入力され
    る信号をORしたものが入力され、第i段に属する各フ
    リップ・フロップの他方の入力端子には対応するグルー
    プの他方のフリップ・フロップの両入力端子に入力され
    る信号をORしたものが入力され、且つ各フリップ・フ
    ロップの出力がフリッパー・ビットとして出力するフリ
    ッパー・ビット生成手段と、 を具備することを特徴とするマルチプロセッサ・システ
    ムに於ける主記憶アクセスの優先順位制御方式。
JP23239886A 1986-09-30 1986-09-30 マルチプロセツサ・システムに於ける主記憶アクセスの優先順位制御方式 Pending JPS6386062A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009093495A (ja) * 2007-10-10 2009-04-30 Nec Computertechno Ltd メモリアクセス制御装置、コンピュータ、メモリアクセス制御方法およびメモリアクセス制御プログラム

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009093495A (ja) * 2007-10-10 2009-04-30 Nec Computertechno Ltd メモリアクセス制御装置、コンピュータ、メモリアクセス制御方法およびメモリアクセス制御プログラム

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